ESENCIAL 2024: Desarrollo y EScalado de procesos biotecnológicos para la obtENción de áCIdos hialurónicos, microbianos, probióticos, postbióticos y extractos vegetales de interés industriAL

En el proyecto ESENCIAL 2024, ITENE desarrolla y escala procesos biotecnológicos para la obtención de compuestos con aplicación cosmética, nutracéutica y/o detergencia a partir de subproductos agroalimentarios. En concreto, se lograrán procesos de producción de ácidos hialurónicos microbianos (AHMs), probióticos, compuestos postbióticos, así como la obtención de extractos vegetales todos ellos con los requerimientos de calidad y pureza demandados por el sector cosmético, nutracéutico y de detergencia. 

Contexto

El Pacto Verde Europeo y la política de residuos de la UE tienen como objetivo promover el crecimiento mediante la transición a una economía moderna, competitiva y eficiente en el uso de los recursos.  

Respecto a los subproductos agroalimentarios, las políticas europeas, nacional y regionales asociadas destacan la necesidad de contribuir a la economía circular extrayendo o produciendo recursos de alta calidad con residuos orgánicos en la medida posible. En este sentido, los procesos biológicos asociados a la producción de biomoléculas de interés son tecnologías interesantes para este fin dado que se caracterizan por su bajo coste, bajo consumo de energía y baja producción de aguas residuales.  

En las últimas décadas, la comunidad científica y grandes empresas se han esforzado por mejorar procesos de producción de ácidos orgánicos microbianos y obtener compuestos activos a partir de subproductos de la industria agroalimentaria, dadas sus múltiples aplicaciones industriales, empleando azúcares de segunda generación obtenidos con residuos orgánicos.

La producción de estos productos a través de diferentes procesos sostenibles (bioconversión, extracciones, etc.) es una alternativa de interés por parte de distintos sectores industriales, incluyendo cosmética, nutracéutica, alimentación, detergencia, farmacéutico, plástico, textil, etc. Concretamente, en la actualidad, el sector cosmético está interesado en la obtención de biomoléculas tales como los glicosaminoglicanos de origen microbiano (por ejemplo: AHMs) empleando procesos sostenibles, dado que presentan un alto valor añadido.

A esta industria también le interesa obtener compuestos bioactivos con actividad antioxidante y antimicrobiano para mejorar la estabilidad y el efecto de las fórmulas desarrolladas. Por su parte, el sector nutracéutico-farmacéutico ha desarrollado un profundo interés por la obtención de microorganismos probióticos y componentes postbióticos que mejoren la microbiota humana generando con su producción el mínimo impacto ambiental.  

Resumen y objetivos

El proyecto ESENCIAL 2024 tiene como objetivo el desarrollo de procesos hidrolíticos y fermentativos a partir de subproductos de la industria agroalimentaria para la producción u obtención de ácidos orgánicos de relevancia industrial, como son los AHMs. Para ello, se utilizarán cepas microbianas mejoradas con ingeniería evolutiva, para incrementar rendimientos de producción y mejorar la especificidad del proceso. También se obtendrán probióticos, compuestos postbióticos y extractos bioactivos de origen vegetal, obtenidos todos ellos con metodologías de producción, extracción y purificación eficientes y sostenibles. Tras optimizarse, los procesos se escalarán y validarán después para determinados usos industriales. 

Para ello, se trabajará en diferentes etapas:

Resultados

En el proyecto, ITENE ha desarrollado innovadores ingredientes de origen vegetal o microbiano para sectores como la cosmética, la suplementación nutricional y la detergencia, utilizando subproductos hortofrutícolas de temporada como la uva, pomelo, caqui y alcachofa. Para ello, se han aplicado procesos biotecnológicos sostenibles, como extracciones con agua a temperaturas suaves y fermentaciones con microorganismos, logrando compuestos como la naringina del pomelo, un potente antioxidante con aplicaciones en cosmética antiedad, salud cardiovascular y productos de limpieza sostenibles.

Además, ITENE ha desarrollado probióticos y ácidos hialurónicos microbianos a partir de subproductos hidrolizados, empleando microorganismos del género Lactobacillus y fermentación biológica. Los probióticos obtenidos equilibran la microbiota intestinal y reducen costes productivos al ser producidos empleando caldos nutritivos económicos procedentes del hidrolizado de subproductos; mientras que los ácidos hialurónicos microbianos, libres de origen animal, destacan por sus propiedades hidratantes y antioxidantes, siendo ideales para cosmética sostenible.